DNA重组技术的基本工具教学设计

DNA重组技术的基本工具教学设计

周燕荣

新疆阿勒泰地区第二高级中学 新疆 阿勒泰 836500

一．教学目标

1. 知识目标：

（1）了解基因工程的基本概念，使学生能够用自己的话清楚表述。

（2）清楚基因操作的工具，能够说出每一种操作工具的特点及用途。

2. 能力目标：

（1）通过对基本概念、基本原理的学习，引导学生主动参与教学过程的探究活动，培养学生的获取新知的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力。

（2）通过亲手操作，切身体会基因工程“剪、拼、接”的主要过程。

3. 情感价值观目标：

（1）通过学习基因工程的概念，使学生认识到科学研究需要的严谨，激发为祖国而奋斗的精神。

二．教材分析

“DNA重组技术的基本工具”是普通高中课程标准生物选修三专题一基因工程中第一节的内容。课标设计本模块的目的重在“开拓学生的视野，增强科技意识，激发学生探索生命奥秘和热爱生物科学的情感”上。课标对本专题知识性目标的要求均为了解水平，所以在不能讲得过细、过多、过深的前提下，要把内容讲清楚还是很有挑战性的。学生们在必修二第六章中学习了本节内容的皮毛，有一定的基础。

三．教学重点、难点

重点：

（1）通过实例理解基因工程与生活实例的联系。

（2）DNA重组技术所需的三种基本工具的作用。

（3）通过动手操作，总结限制酶的作用特点。

难点：基因工程载体需要具备的条件。

四．课时安排

1课时

五．教学过程

（一）课前布置

教师根据学生的情况制作导学案引导学生使用导学案完成本节课程的自主学习任务。

将学生进行分组；准备好模拟制作活动所需的材料，布置学生按照教材第6页“重组DNA分子的模拟操作”内容要求手工制作纸环和纸条。（模拟操作活动的材料有所改变，将教材上用到的绿色纸条两端连接形成环状）

（二）新课引入

教师借用PPT展示“抗虫棉的培育过程”简图，让学生直观的辨别回答下列问题；

1.什么是目的基因？（Bt毒蛋白基因）

2.什么是受体细胞？（棉花细胞）

3.什么是目的基因表达产物？（Bt毒蛋白质）

4.基因的本质是什么？（基因的本质是有遗传效应的DNA片段）

请学生依据预习和新课引入展示基因工程的概念（基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品）

在要求学生理解基因工程的概念，并从概念中挖掘出出基因工程的原理、操作水平、结果等。

原理：基因重组

操作水平：分子水平

结果：定向改造生物的遗传性状

（二）基因工程的工具

通过新课引入提问学生在培育转基因抗虫棉的过程中，人们需要用到那些工具？学生经过预习应该能够轻松回答出需要限制性核酸内切酶、DNA连接酶、分子运输车。

教师要求以小组形式通过课本第6页的“模拟操作”将绿色卡纸视作分子运输车的碱基序列，粉色卡纸视作苏云金芽孢杆菌的一段DNA（其中包括转基因抗虫棉需要的Bt毒蛋白基因），完成简单的基因重组操作。并在该过程中尽量的挖掘出三种基因工程的基本工具的知识点。并以小组的形式竞争加分。（以下知识点尽量由学生自主发现，不足之处教师补充）

1、限制性核酸内切酶——“分子手术刀”

来源：主要从原核生物中分离

作用：切割DNA分子的磷酸二酯键

特点：专一性（即识别特定核苷酸序列，切割特定位点）

结果：产生黏性未端或者平末端

教师补充：（教师课件展示限制酶切割DNA的动画，帮助学生理解，并强调磷酸二酯键的具体位置是相邻核苷酸之间的化学键，帮助学生理解限制酶的专一性中的两个特定）

2、DNA连接酶——“分子缝合针”

作用：把DNA片段拼接成新的DNA，恢复磷酸二酯键

类型：

教师深度补充：DNA连接酶和DNA聚合酶是一回事吗？为什么？（留作课后思考题）

3、基因进入受体细胞的载体——“分子运输车”

作用：将外源基因送入受体细胞

需要具备的条件：

①在受体细胞中稳定存在，能自我复制

②有一个至多个限制酶切点，以便与外源基因连接

③具有某些标记基因，以便进行筛选

（对受体细胞无害）

种类：质粒、λ噬菌体衍生物、动植物病毒等

通常以质粒作为载体

质粒——细菌细胞中一种很小的环状DNA分子。裸露的、结构简单、独立于细菌之外，并且有自我复制能力

课件展示课堂练习

六．板书设计